JP5323585B2 - Induction heating apparatus, fixing apparatus, and image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、誘導加熱装置、定着装置及び画像形成装置に関し、特に、定着装置の熱ローラを電磁誘導により加熱する励磁コイルに供給する高周波電流の制御に関する。 The present invention relates to an induction heating device, a fixing device, and an image forming apparatus, and more particularly to control of a high-frequency current supplied to an exciting coil that heats a heat roller of the fixing device by electromagnetic induction.
従来から、定着装置の熱ローラ内に設けられた励磁コイルに高周波電流を供給し、当該励磁コイルを熱源として電磁誘導加熱を行う定着装置を備えた画像形成装置が提案されている。このような電磁誘導加熱を行う定着装置及び画像形成装置は、電磁誘導加熱開始時に急激に消費される電力によって、他の照明機器にフリッカ現象を生じさせるおそれがある。そのため、当該電磁誘導加熱を行う定着装置及び画像形成装置では、下記特許文献1に示されるように、電磁誘導加熱開始時に定着装置の熱ローラに供給される高周波電力の単位時間当たりの変化量を一定にして電磁誘導加熱開始時の消費電力を抑えるようにし、他の照明機器等で生じるフリッカ現象を抑制する技術が採用されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been proposed an image forming apparatus including a fixing device that supplies a high-frequency current to an excitation coil provided in a heat roller of a fixing device and performs electromagnetic induction heating using the excitation coil as a heat source. The fixing device and the image forming apparatus that perform such electromagnetic induction heating may cause flickering in other lighting devices due to the electric power that is rapidly consumed at the start of electromagnetic induction heating. Therefore, in the fixing device and the image forming apparatus that perform the electromagnetic induction heating, as shown in
しかしながら、上記従来の定着装置及び画像形成装置の場合、上記フリッカ現象を抑制するには、依然として電磁誘導加熱開始時の消費電力を抑える必要がある。このため、熱ローラの加熱のために誘導加熱装置から供給される電力が、熱ローラの加熱に必要な目標電力まで立ち上がるために時間を要する点は改善されておらず、この点については充分な対策が採られていない。 However, in the case of the conventional fixing device and the image forming apparatus, in order to suppress the flicker phenomenon, it is still necessary to suppress the power consumption at the start of electromagnetic induction heating. For this reason, it has not been improved that the power supplied from the induction heating device for heating the heat roller takes time to rise up to the target power required for heating the heat roller. No measures are taken.
本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、フリッカ現象を抑制しつつ、電磁誘導加熱用の電力を、熱ローラの加熱に必要な目標電力まで従来よりも短時間で立ち上げることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problem, and while suppressing the flicker phenomenon, the electromagnetic induction heating power is raised to a target power required for heating the heat roller in a shorter time than before. For the purpose.
本発明の請求項1に記載の発明は、熱ローラを電磁誘導により加熱する励磁コイルと、
前記励磁コイルへの高周波電流の供給を制御する電流供給制御部と、
前記励磁コイルへの前記高周波電流の供給開始時から、前記励磁コイルに供給される電力の値が、他の照明機器にフリッカ現象を生じさせないと想定される予め定められた電力値に達するまでの第1期間は、前記高周波電流の周波数の単位時間当たりの下げ幅を大きくして継続して周波数を低下させ、前記励磁コイルに供給される電力の値が前記予め定められた電力値に達した時点から、熱ローラの加熱に用いることが可能な予め定められた目標電力に到達するまでの第2期間は、前記高周波電流の周波数の単位時間当たりの下げ幅を前記第1期間の下げ幅よりも小さくして継続して周波数を低下させ、前記電流供給制御部によって設定される前記高周波電流の周波数を変更する周波数変更部と
を備える誘導加熱装置である。
The invention according to
A current supply controller for controlling the supply of high-frequency current to the exciting coil;
From the start of the supply of the high-frequency current to the excitation coil until the value of the power supplied to the excitation coil reaches a predetermined power value that is assumed not to cause flickering in other lighting devices . In the first period, the frequency per unit time of the high-frequency current is increased and the frequency is continuously decreased, and the value of power supplied to the exciting coil reaches the predetermined power value. In the second period from the point in time until reaching a predetermined target power that can be used for heating the heat roller, the amount of decrease in the frequency of the high-frequency current per unit time is less than the amount of decrease in the first period. The induction heating apparatus includes a frequency changing unit that continuously reduces the frequency and lowers the frequency, and changes the frequency of the high-frequency current set by the current supply control unit.
この発明では、周波数変更部が、励磁コイルへの前記高周波電流の供給開始時から、励磁コイルに供給される電力の値が予め定められた電力値に達するまでの第1期間は、高周波電流の周波数の単位時間当たりの下げ幅を大きくし、当該励磁コイルに供給される電力の値が前記予め定められた電力値に達した時点から、予め定められた目標電力に到達するまでの第2期間は、高周波電流の周波数の単位時間当たりの下げ幅を前記第1期間の下げ幅よりも小さくして、電流供給制御部によって設定される高周波電流の周波数を変更する。ここで、フリッカ現象による影響は、励磁コイルに供給される電力が低いときは小さい。本発明は、励磁コイルに供給される電力が比較的低い状態となっている上記第1期間(励磁コイルへの高周波電流の供給開始時から、励磁コイルに供給される電力の値が予め定められた電力値に達するまでの期間)は、周波数変更部が、高周波電流の周波数の単位時間当たりの下げ幅を大きくして単位時間当たりの電力増加量を大きくするので、フリッカ現象による影響を小さく抑えつつ、被加熱体の加熱に用いる電力を大きく増大させることが可能である。 In the present invention, the first period from when the frequency changing unit starts supplying the high-frequency current to the exciting coil until the value of the power supplied to the exciting coil reaches a predetermined power value is A second period from when the value of power supplied to the excitation coil reaches the predetermined power value until the frequency reaches the predetermined target power by increasing the frequency per unit time. Changes the frequency of the high-frequency current set by the current supply control unit by making the frequency-frequency reduction per unit time smaller than that of the first period. Here, the influence of the flicker phenomenon is small when the power supplied to the exciting coil is low. In the present invention, the value of the power supplied to the exciting coil is determined in advance from the first period when the power supplied to the exciting coil is relatively low (from the start of the supply of the high-frequency current to the exciting coil. The frequency change unit increases the amount of increase in power per unit time by increasing the frequency per unit time reduction in the frequency of the high-frequency current during the period until the power value is reached). However, it is possible to greatly increase the power used for heating the object to be heated.
このため、本発明によれば、フリッカ現象を抑制しつつ、電磁誘導加熱用の電力を、被加熱体の加熱に必要な目標電力まで従来よりも短時間で立ち上げることができる。また、従来よりも迅速に被加熱体を目標温度まで上昇させることが可能になる。さらに、熱ローラを当該目標温度まで上昇させるための合計電力を低減させることができる。 Therefore, according to the present invention, it is possible to start up the electric power for electromagnetic induction heating to the target electric power required for heating the heated object in a shorter time than before while suppressing the flicker phenomenon. Moreover, it becomes possible to raise a to-be-heated body to target temperature more rapidly than before. Further, the total power for raising the heat roller to the target temperature can be reduced.
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の誘導加熱装置であって、
前記励磁コイルに供給される電源電圧を検出する電圧検出部と、
前記熱ローラの温度を検出する温度検出部とを更に備え、
前記周波数変更部は、前記第1及び第2期間における前記高周波電流周波数の下げ幅のパターンを示す周波数変化パターンを複数記憶しており、高周波電流供給開始直前に前記電圧検出部で検出された前記電源電圧及び前記温度検出部で検出された前記熱ローラの温度に応じた周波数変化パターンを、前記複数の周波数変化パターンの中から選択し、当該選択した周波数変化パターンに従って、前記電流供給制御部によって設定される前記高周波電流の周波数を変更するものである。
The invention according to
A voltage detection unit for detecting a power supply voltage supplied to the excitation coil;
A temperature detection unit for detecting the temperature of the heat roller ;
The frequency change unit stores a plurality of frequency change patterns indicating patterns of a decrease width of the high-frequency current frequency in the first and second periods, and is detected by the voltage detection unit immediately before the start of high-frequency current supply A frequency change pattern corresponding to the power supply voltage and the temperature of the heat roller detected by the temperature detection unit is selected from the plurality of frequency change patterns, and the current supply control unit according to the selected frequency change pattern. The frequency of the set high-frequency current is changed.
この発明によれば、周波数変更部が、高周波電流供給開始直前における励磁コイルに供給される電源電圧と、被加熱体の温度とに応じて、第1及び第2期間における高周波電流の周波数の下げ幅のパターンである周波数変化パターンを選択し、当該選択した周波数変化パターンに従って、電流供給制御部によって設定される高周波電流の周波数を変更するので、被加熱体の状態に応じて、第1及び第2期間における高周波電流の周波数を適切に変化させることが可能になる。このため、この発明によれば、フリッカ現象の抑制と、電磁誘導加熱用電力の目標電力までの立ち上げ時間短縮の両立をより効率よく実現することができる。さらには、予め定められた周波数変化パターンに従った周波数変更で高周波電流を変化させて被加熱体を加熱して定着装置を立ち上げるため、簡潔な構成で予め定められた構成で高周波電流の変更制御を行うことができる。 According to this invention, the frequency changing unit lowers the frequency of the high-frequency current in the first and second periods according to the power supply voltage supplied to the exciting coil immediately before the start of high-frequency current supply and the temperature of the heated object. A frequency change pattern that is a width pattern is selected, and the frequency of the high-frequency current set by the current supply control unit is changed in accordance with the selected frequency change pattern. It becomes possible to appropriately change the frequency of the high-frequency current in the two periods. Therefore, according to the present invention, it is possible to more efficiently realize both suppression of the flicker phenomenon and shortening of the startup time to the target power of the electromagnetic induction heating power. Furthermore, in order to start the fixing device by changing the high-frequency current by changing the frequency according to a predetermined frequency change pattern to heat the object to be heated and changing the high-frequency current with a simple configuration and a predetermined configuration Control can be performed.
また、請求項3に記載の発明は、請求項1又は請求項2に記載の誘導加熱装置と、
前記誘導加熱装置によって加熱される熱ローラと、当該熱ローラに当接される圧ローラとを備え、記録媒体上に形成された画像を前記熱ローラおよび前記圧ローラにより当該記録媒体に定着させる定着部と
を備えた定着装置である。
The invention according to
A heat roller that will be heated by the induction heating device, and a pressure roller which is brought into contact with the heat roller, a fixing for fixing the formed on a recording medium an image on the recording medium by the heat roller and the pressure roller A fixing device.
また、請求項4に記載の発明は、請求項1又は請求項2に記載の誘導加熱装置と、
画像データに基づいた画像を記録媒体上に形成する画像形成部と、
前記誘導加熱装置によって加熱される熱ローラと、当該熱ローラに当接される圧ローラとを備え、記録媒体上に形成された画像を前記熱ローラおよび前記圧ローラにより当該記録媒体に定着させる定着部と
を備えた画像形成装置である。
The invention according to
An image forming unit that forms an image based on image data on a recording medium;
A heat roller that will be heated by the induction heating device, and a pressure roller which is brought into contact with the heat roller, a fixing for fixing the formed on a recording medium an image on the recording medium by the heat roller and the pressure roller And an image forming apparatus.
これらの発明によれば、請求項1又は請求項2に記載の発明と同様の作用を得ることができる。
According to these inventions, the same effect as that of the invention described in
本発明によれば、フリッカ現象を抑制しつつ、電磁誘導加熱用の電力を、熱ローラの加熱に必要な目標電力まで従来よりも短時間で立ち上げることができる。 According to the present invention, the electric power for electromagnetic induction heating can be raised to the target electric power required for heating the heat roller in a shorter time than before while suppressing the flicker phenomenon.
以下、本発明に係る誘導加熱装置、定着装置及び画像形成装置の実施形態を図面に基づいて説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置1の内部構成を概略的に示した側面図である。尚、画像形成装置1は、複写機、プリンタ及びファクシミリ機等であり、用紙に乗せられたトナー像を加圧・加熱によって定着させるプロセスを持つ画像形成装置であればよい。画像形成装置1は、本体部2、本体部2の左方に配設されたスタックトレイ3、本体部2の上部に配設された原稿読取部4、原稿読取部4の上方に配設された原稿給送部5を備えている。
Hereinafter, embodiments of an induction heating device, a fixing device, and an image forming apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a side view schematically showing an internal configuration of an
また、画像形成装置1のフロント部には、入力操作部6が設けられている。この入力操作部6には、電源キーやユーザが印刷実行指示を入力するためのスタートキー、印刷部数等を入力するためのテンキー、各種複写動作の操作ガイド情報等を表示し、これら各種設定入力用にタッチパネル機能を有する液晶ディスプレイ等からなる表示部9等を有する。
An
原稿読取部4は、CCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等のイメージセンサ及び露光ランプ等からなるスキャナ部13、ガラス等の透明部材により構成された原稿台14及び原稿読取スリット15を備える。スキャナ部13は、図略の駆動部によって移動可能に構成され、原稿台14に載置された原稿を読み取るときは、原稿台14に対向する位置で原稿面に沿って移動され、原稿画像を走査しつつ取得した画像データを画像メモリ(不図示)へ出力する。また、原稿給送部5により給送された原稿を読み取るときは、原稿読取スリット15と対向する位置に移動され、原稿読取スリット15を介して原稿給送部5による原稿の搬送動作と同期して原稿の画像を取得し、その画像データを画像メモリへ出力する。
The
原稿給送部5は、原稿を載置するための原稿載置部16と、画像読み取り済みの原稿を排出するための原稿排出部17、原稿載置部16に載置された原稿を1枚ずつ繰り出して原稿読取スリット15に対向する位置へ搬送し、原稿排出部17へ排出するための給紙ローラや搬送ローラ(不図示)等からなる原稿搬送機構18を備える。
The
また、原稿給送部5は、その前面側が上方に移動可能となるように本体部2に対して回動自在に設けられている。原稿給送部5の前面側を上方に移動させて原稿台14上面を開放することにより、原稿台14の上面に読み取り原稿、例えば見開き状態にされた書籍等をユーザが載置できるようになっている。
Further, the
本体部2は、複数の給紙カセット19と、給紙カセット19から用紙を1枚ずつ繰り出して画像形成部21へ搬送する給紙ローラ20と、給紙カセット19から搬送されてきた用紙に画像を形成する画像形成部21とを備える。
The
画像形成部21は、スキャナ部13で取得された画像データに基づきレーザ光等を出力して感光体ドラム22を露光し、感光体ドラム22の表面に静電潜像を形成する光学ユニット23と、静電潜像が形成された感光体ドラム22の表面にトナーを付着することによりトナー像を形成する現像部24と、感光体ドラム22上のトナー像を用紙に転写する転写部25とを備える。
The
定着装置28は、トナー像が転写された用紙を加熱してトナー像を用紙に融解定着させる熱ローラ26及び加圧ローラ27を備える。
The fixing
画像形成部21内の用紙搬送路中には、用紙をスタックトレイ3又は排出トレイ29まで搬送する搬送ローラ対30及び31等が備えられている。
In the paper conveyance path in the
また、用紙の両面に画像を形成する場合は、画像形成部21で用紙の一方の面に画像を形成した後、この用紙を排出トレイ29側の搬送ローラ対30,31にニップされた状態とする。この状態で搬送ローラ対30,31を反転させて用紙をスイッチバックさせ、搬送ローラ対38及び39が用紙を用紙搬送路32に送って画像形成部21の上流域に再度搬送し、画像形成部21により他方の面に画像を形成した後、用紙をスタックトレイ3又は排出トレイ29に排出する。
When images are formed on both sides of a sheet, after the image is formed on one side of the sheet by the
図2は、定着装置28と、誘導加熱装置10と、当該定着装置28を制御する本体側制御部51の動作機能を説明するためのブロック図である。本体側制御部51は、CPU(Central Processing Unit:中央処理装置)等によって構成され、画像形成装置1の各構成部から入力された指示信号等に応じてプログラムを読み出して処理を実行し、各機能部への指示信号の出力等を行って画像形成装置1を統括的に制御するものである。
FIG. 2 is a block diagram for explaining the operation functions of the fixing
また、本体側制御部51は、本体部2に備えられ、画像形成時に定着装置28に定着動作を行わせる定着指示信号と、駆動回路42による励磁コイル43への高周波電流の供給を停止させる電流遮断指示信号とをIH制御部41へ出力し、IH制御部41に定着動作のための制御を行わせる。
Further, the main body
定着装置28は、熱ローラ26、加圧ローラ27(図2では不図示)、IH制御部41、駆動回路42、励磁コイル43、温度センサ44、及び電圧検出部45を有する。なお、誘導加熱装置10は、IH制御部41、駆動回路42、励磁コイル43、温度センサ44、及び電圧検出部45を備えてなる。なお、誘導加熱装置10のうち、励磁コイル43を除く部分は、定着装置28とは別個に画像形成装置1の本体部2に備えられていてもよい。
The fixing
励磁コイル43は、導電性材料からなる筒状の熱ローラ26の内部に設けられている。
The
温度センサ44は、熱ローラ26の表面温度を検出するセンサである。温度センサ44は、検出した当該表面温度を、本体側制御部51及びIH制御部41に出力する。
The
電圧検出部45は、熱ローラ26内の励磁コイル43に供給される電源電圧を検出し、検出した電圧値をIH制御部41に出力する。
The
駆動回路(電流供給制御部)42は、IH制御部41の制御によって駆動し、励磁コイル43に高周波電流を供給する。この電流供給により励磁コイル43に生じた高周波磁界で導電性材料からなる熱ローラ26本体に誘導渦電流が発生し、熱ローラ26が発熱するようになっている。
The drive circuit (current supply control unit) 42 is driven by the control of the
IH制御部(周波数変更部)41は、CPU等によって構成され、本体側制御部51から出力された指示信号に応じて駆動回路42を制御する。具体的には、IH制御部41は、本体側制御部51から出力された定着指示信号に基づいて熱ローラ26を加熱するとき、温度センサ44による検出温度及び電圧検出部45による検出電圧値に基づいて、励磁コイル43に供給する高周波電流の周波数を算出し、駆動回路42に出力する。また、本体側制御部51から電流遮断指示信号が出力された場合、IH制御部41は駆動回路42に対して電流遮断制御を行う。この電流遮断制御により、駆動回路42は励磁コイル43に対する高周波電流の供給を停止する。
The IH control unit (frequency changing unit) 41 is configured by a CPU or the like, and controls the
IH制御部41は、周波数変化パターン記憶部411を有する。周波数変化パターン記憶部411は、ROM等のメモリからなり、時間経過に応じて変化させる周波数のパターンである周波数変化パターンが複数記憶されている。当該周波数変化パターンは、熱ローラ26への駆動回路42による高周波電流の供給開始時から、熱ローラ26に供給される電力の値が予め定められた目標電力に到達するまでの期間において、当該高周波電流供給開始時からの時間経過に応じてIH制御部41が変化させる当該高周波電流の周波数のパターンである。
The
周波数変化パターン記憶部411は、高周波電流の供給開始直前における熱ローラ26の表面温度t及び熱ローラ26に供給される電源電圧値vに応じて用意された複数の周波数変化パターンを記憶している。図3は、当該複数の周波数変化パターンの例をグラフで示す図である。図3には、例として、表面温度tが50℃,電源電圧値vが120(V)の場合に用いる周波数変化パターンを破線で示し、表面温度tが50℃,電源電圧値vが100(V)の場合に用いる周波数変化パターンを実線で示し、表面温度tが150℃,電源電圧値vが100(V)の場合に用いる周波数変化パターンを一点鎖線で示している。但し、周波数変更パターン記憶部412に記憶されている周波数変化パターンの数を3つに限定する趣旨ではない。様々な高周波電流の供給開始直前における熱ローラ26の表面温度t及び熱ローラ26に供給される電源電圧値vに対応すべく、多くの周波数変化パターンが周波数変更パターン記憶部412に記憶されていることが好ましい。
The frequency change
本実施形態の上記各周波数変化パターンは、熱ローラ26への高周波電流の供給開始時から、熱ローラ26に供給される電力の値が、予め定められた電力値(他の照明機器等にフリッカ現象を生じさせないと想定される比較的低い電力値。例えば、熱ローラ26の加熱に用いることが可能な目標電力の電力値が1500Wである場合における600W。)に達するまでの期間を第1期間とし、この第1期間においては、上記高周波電流の周波数の単位時間当たりの下げ幅が大きくなるようにして、時間経過に伴って変更される高周波電流の周波数が設定されている。また、熱ローラ26に供給される電力の値が上記予め定められた電力値に達した時点から、予め定められた目標電力(熱ローラ26の加熱に用いることが可能な電力値。例えば、1500W)に到達するまでの期間を第2期間とし、この第2期間においては、上記高周波電流の周波数の単位時間当たりの下げ幅が上記第1期間の下げ幅よりも小さくなるようにして、時間経過に伴って変更される高周波電流の周波数が設定されている。
In the frequency change patterns of the present embodiment, the value of the power supplied to the
なお、上記第1期間及び第2期間は、熱ローラ26の表面温度及び熱ローラ26に供給される電源電圧値に応じて、予め測定されて設定されている。
The first period and the second period are measured and set in advance according to the surface temperature of the
図4は、本実施形態の周波数変化パターンを従来の周波数変化パターンと比較してグラフで示す図である。図4に実線で示すように、本実施形態の周波数変化パターンは、図4に破線で示す従来の周波数変化パターンよりも、上記目標電力に至るまでの各時点において低い周波数に設定されている。なお、図4には、本実施形態の周波数変化パターンとして、表面温度tが50℃,電源電圧値vが100(V)の場合に用いる周波数変化パターンを示している。 FIG. 4 is a graph showing the frequency change pattern of the present embodiment in comparison with a conventional frequency change pattern. As shown by a solid line in FIG. 4, the frequency change pattern of the present embodiment is set to a lower frequency at each time point until reaching the target power than the conventional frequency change pattern shown by a broken line in FIG. FIG. 4 shows a frequency change pattern used when the surface temperature t is 50 ° C. and the power supply voltage value v is 100 (V) as the frequency change pattern of this embodiment.
図5は、上記周波数変化パターン通りに高周波電流の周波数を変化させた場合における電力量の変化をグラフで示す図である。 FIG. 5 is a graph showing changes in electric energy when the frequency of the high-frequency current is changed according to the frequency change pattern.
上記図4に示した本実施形態の周波数変化パターンは、当該周波数変化パターン通りに高周波電流の周波数を変化させた場合、図5に実線で示すように、上記第1期間においては単位時間当たりの電力変化量が比較的大きくなり、フリッカ現象を生じさせると想定される電力量となる上記第2期間においては単位時間当たりの電力変化量が比較的小さくなるように、熱ローラ26に供給される電力の電力量変化が設定されている。一方、図5に破線で示す電力量変化は、従来から行われている単位時間当たりの電力変化量を一定にした場合のものである。
When the frequency of the high-frequency current is changed according to the frequency change pattern, the frequency change pattern of the present embodiment shown in FIG. 4 is the unit per unit time in the first period as shown by the solid line in FIG. The amount of power change is relatively large and is supplied to the
図5に示すように、上記本実施形態の周波数変化パターンに基づいて、高周波電流の供給開始時から上記目標電力に到達するまでの期間における高周波電流の周波数を変化させれば、上記本実施形態の周波数変化パターンは、第1期間において従来よりも単位時間当たりの電力増加量を大きくしている分、従来よりも速い時点で目標電力に達することが可能である。 As shown in FIG. 5, if the frequency of the high-frequency current in the period from the start of supply of the high-frequency current to the arrival of the target power is changed based on the frequency change pattern of the present embodiment, the present embodiment This frequency change pattern can reach the target power at a point earlier than the conventional amount by increasing the power increase amount per unit time in the first period.
定着装置28による定着動作時のIH制御部41による高周波電流の周波数制御を説明する。図6は、定着装置28による定着動作時のIH制御部41による高周波電流の周波数制御を示すフローチャートである。
The frequency control of the high frequency current by the
IH制御部41は、本体側制御部51から定着指示信号を受け付けると(S1でYES)、この時点における熱ローラ26の表面温度tを温度センサ44から取得し(S2)、更に、熱ローラ26に供給される電源電圧値vを電圧検出部45から取得する(S3)。
When receiving the fixing instruction signal from the main body side control unit 51 (YES in S1), the
IH制御部41は、当該取得した表面温度t及び電源電圧値vに対応する周波数変化パターンを、周波数変化パターン記憶部411から読み出すことで算出する(S4)。
The
そして、IH制御部41は、当該読み出した周波数変化パターンに基づいて、駆動回路42に出力する周波数を変更する(S5)。すなわち、IH制御部41は、当該周波数変更制御開始(高周波電流の供給開始)と共に、内蔵するタイマにより経過時間の計測を開始し、経過時間に応じて、当該読み出した周波数変化パターンが示す周波数を駆動回路42に出力する。駆動回路42は、当該IH制御部41から送られてくる周波数で高周波電流を励磁コイル43に供給する。なお、当該周波数変化パターンは、目標電力に達した後は、一定になるように設定されている。
Then, the
なお、IH制御部41は、上記取得した表面温度t及び電源電圧値vに対応する周波数変化パターンが周波数変更パターン記憶部411に記憶されていない場合は、(1) 当該取得した表面温度t及び電源電圧値vに最も近似する表面温度t及び電源電圧値vに対応した周波数変化パターンを周波数変更パターン記憶部411から読み出して用いる、又は(2)上記周波数変更パターン記憶部411に記憶されている各周波数変化パターンに基づいた線形補間により、上記S5での周波数変更制御に用いる各経過時間に対応した高周波電流の周波数を算出するようにする。
When the frequency change pattern corresponding to the acquired surface temperature t and the power supply voltage value v is not stored in the frequency change
例えば、上記取得した表面温度tx及び電源電圧値vxに対応する周波数変化パターンが周波数変更パターン記憶部411に記憶されていない場合、まず、同一の表面温度t1であって異なる電源電圧値v1,v2に対応する2つの周波数変更パターンを用いた次式に示す線形補間により、当該表面温度t1における電源電圧値vxの場合の周波数f3を算出する。
f1[V=v1,T=t1,経過時間TM=tm1] = f1[kHz]・・・・・式(1)
f2[V=v2,T=t1,経過時間TM=tm1] = f2[kHz]・・・・・式(2)
であるとき、式(1)、式(2)に基づく線形補間により以下を算出する。
f3[V=vx,T=t1,TM=tm1] = (vx-v1)×(f2 - f1) / (v2 - v1) + f1 = f3[kHz]・・・式(3)
続いて、表面温度t1とは異なる表面温度t2であって異なる電源電圧値v1,v2に対応する2つの周波数変更パターンを用いた次式に示す線形補間により、当該表面温度t2における電源電圧値vxの場合の周波数f6を算出する。
f4[V=v1,T=t2,経過時間TM=tm1] = f4[kHz]・・・・・式(4)
f5[V=v2,T=t2,経過時間TM=tm1] = f5[kHz]・・・・・式(5)
であるとき、式(4)、式(5)に基づく線形補間により以下を算出する。
f6[V=vx,T=t2,TM=tm1] = (vx-v1)×(f5 - f4) / (v2 - v1) + f4 = f6[kHz]・・・式(6)
式(3)、式(6) に基づく線形補間により、経過時間TM=tm1(msec)時点で表面温度tx及び電源電圧値vxに対応する周波数f7を以下の式により算出する。
f7[V=vx,T=tx,TM=tm1] = (tx-t1)×(f6 - f3) / (t2-t1) + f3 = f7[kHz]・・・式(7)
以上より、IH制御部41は、ベルト温度T=tx(℃)、電源電圧V=vx(V)、経過時間TM=tm1(msec)の場合には、励磁コイル43に供給する高周波電流の周波数として、上記線形補間により算出したf7[kHz](式(7))を用いる。
なお、当該各式を用いた線形補間は単なる一例であり、他の算出方法を用いてもよい。
For example, when the frequency change pattern corresponding to the acquired surface temperature tx and power supply voltage value vx is not stored in the frequency change
f1 [V = v1, T = t1, elapsed time TM = tm1] = f1 [kHz] Equation (1)
f2 [V = v2, T = t1, elapsed time TM = tm1] = f2 [kHz] ... Equation (2)
Then, the following is calculated by linear interpolation based on Equation (1) and Equation (2).
f3 [V = vx, T = t1, TM = tm1] = (vx-v1) × (f2−f1) / (v2−v1) + f1 = f3 [kHz] (3)
Subsequently, the power supply voltage value vx at the surface temperature t2 is obtained by linear interpolation shown in the following equation using two frequency change patterns corresponding to the power supply voltage values v1 and v2 having a surface temperature t2 different from the surface temperature t1. In this case, the frequency f6 is calculated.
f4 [V = v1, T = t2, elapsed time TM = tm1] = f4 [kHz] ... Equation (4)
f5 [V = v2, T = t2, elapsed time TM = tm1] = f5 [kHz] ... Equation (5)
Then, the following is calculated by linear interpolation based on Equation (4) and Equation (5).
f6 [V = vx, T = t2, TM = tm1] = (vx-v1) × (f5−f4) / (v2−v1) + f4 = f6 [kHz] (6)
The frequency f7 corresponding to the surface temperature tx and the power supply voltage value vx at the time of the elapsed time TM = tm1 (msec) is calculated by the following equation by linear interpolation based on the equations (3) and (6).
f7 [V = vx, T = tx, TM = tm1] = (tx-t1) × (f6-f3) / (t2-t1) + f3 = f7 [kHz] (7)
As described above, the
Note that linear interpolation using the respective equations is merely an example, and other calculation methods may be used.
なお、本発明は上記実施の形態の構成に限られず種々の変形が可能である。例えば、図1乃至図6に示す構成及び処理は、本発明に係る誘導加熱装置10、定着装置28及び画像形成装置1の構成及び処理の一実施形態に過ぎず、本発明に係る誘導加熱装置10、定着装置28及び画像形成装置1を当該構成及び処理に限定する趣旨ではない。
The present invention is not limited to the configuration of the above embodiment, and various modifications can be made. For example, the configurations and processes shown in FIGS. 1 to 6 are only one embodiment of the configurations and processes of the
1 画像形成装置
10 誘導加熱装置
21 画像形成部
26 熱ローラ
27 加圧ローラ
28 定着装置
41 IH制御部
411 周波数変化パターン記憶部
42 駆動回路
43 励磁コイル
44 温度センサ
45 電圧検出部
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記励磁コイルへの高周波電流の供給を制御する電流供給制御部と、
前記励磁コイルへの前記高周波電流の供給開始時から、前記励磁コイルに供給される電力の値が、他の照明機器にフリッカ現象を生じさせないと想定される予め定められた電力値に達するまでの第1期間は、前記高周波電流の周波数の単位時間当たりの下げ幅を大きくして継続して周波数を低下させ、前記励磁コイルに供給される電力の値が前記予め定められた電力値に達した時点から、熱ローラの加熱に用いることが可能な予め定められた目標電力に到達するまでの第2期間は、前記高周波電流の周波数の単位時間当たりの下げ幅を前記第1期間の下げ幅よりも小さくして継続して周波数を低下させ、前記電流供給制御部によって設定される前記高周波電流の周波数を変更する周波数変更部と
を備える誘導加熱装置。 An exciting coil for heating the heat roller by electromagnetic induction;
A current supply controller for controlling the supply of high-frequency current to the exciting coil;
From the start of the supply of the high-frequency current to the excitation coil until the value of the power supplied to the excitation coil reaches a predetermined power value that is assumed not to cause flickering in other lighting devices . In the first period, the frequency per unit time of the high-frequency current is increased and the frequency is continuously decreased, and the value of power supplied to the exciting coil reaches the predetermined power value. In the second period from the point in time until reaching a predetermined target power that can be used for heating the heat roller, the amount of decrease in the frequency of the high-frequency current per unit time is less than the amount of decrease in the first period. An induction heating apparatus comprising: a frequency changing unit that continuously reduces the frequency and lowers the frequency to change the frequency of the high-frequency current set by the current supply control unit.
前記熱ローラの温度を検出する温度検出部とを更に備え、
前記周波数変更部は、前記第1及び第2期間における前記高周波電流周波数の下げ幅のパターンを示す周波数変化パターンを複数記憶しており、高周波電流供給開始直前に前記電圧検出部で検出された前記電源電圧及び前記温度検出部で検出された前記熱ローラの温度に応じた周波数変化パターンを、前記複数の周波数変化パターンの中から選択し、当該選択した周波数変化パターンに従って、前記電流供給制御部によって設定される前記高周波電流の周波数を変更する請求項1に記載の誘導加熱装置。 A voltage detection unit for detecting a power supply voltage supplied to the excitation coil;
A temperature detection unit for detecting the temperature of the heat roller ;
The frequency change unit stores a plurality of frequency change patterns indicating patterns of a decrease width of the high-frequency current frequency in the first and second periods, and is detected by the voltage detection unit immediately before the start of high-frequency current supply A frequency change pattern corresponding to the power supply voltage and the temperature of the heat roller detected by the temperature detection unit is selected from the plurality of frequency change patterns, and the current supply control unit according to the selected frequency change pattern. The induction heating apparatus according to claim 1, wherein a frequency of the set high-frequency current is changed.
前記誘導加熱装置によって加熱される熱ローラと、当該熱ローラに当接される圧ローラとを備え、記録媒体上に形成された画像を前記熱ローラおよび前記圧ローラにより当該記録媒体に定着させる定着部と
を備えた定着装置。 The induction heating device according to claim 1 or 2,
A heat roller that will be heated by the induction heating device, and a pressure roller which is brought into contact with the heat roller, a fixing for fixing the formed on a recording medium an image on the recording medium by the heat roller and the pressure roller And a fixing device.
画像データに基づいた画像を記録媒体上に形成する画像形成部と、
前記誘導加熱装置によって加熱される熱ローラと、当該熱ローラに当接される圧ローラとを備え、記録媒体上に形成された画像を前記熱ローラおよび前記圧ローラにより当該記録媒体に定着させる定着部と
を備えた画像形成装置。
The induction heating device according to claim 1 or 2,
An image forming unit that forms an image based on image data on a recording medium;
A heat roller that will be heated by the induction heating device, and a pressure roller which is brought into contact with the heat roller, a fixing for fixing the formed on a recording medium an image on the recording medium by the heat roller and the pressure roller And an image forming apparatus.
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